浅析供配电设计中电力监控系统的作用

[摘要]：当今社会要求供电企业和用户提高效率、减少损失、降低运营成本，对电力监控系统能够有效确保电网管理效率、缩小电力运营成本，电力监控系统逐渐成为供配电设计中不可或缺的重要组成部分。本文重点介绍电力系统的概念、特点和基本功能，对电力监控系统中监控组态软件的功能进行了阐述。

[关键词]：电力监控系统，供配电设计，数据采集

随着中国经济的快速发展，科技和生产力的不断提高，电力监控系统作为供配电设计中不可或缺的重要组成部分，我们应加快对电力监控系统的研究，发扬创新精神，快速提高电力监控系统的效率、减低运营成本，使电力监控系统更好的发挥作用。

一、电力监控系统概述

（一）电力监控系统的定义

电力监控系统以计算机、通讯设备、测控单元为基本工具，为变配电系统的实时数据采集、开关状态检测及远程控制提供了基础平台，它可以和检测、控制设备构成任意复杂的监控系统，在变配电监控中发挥了核心作用，可以帮助企业消除孤岛、降低运作成本，提高生产效率，加快变配电过程中异常的反应速度。

电网智能化，现有电力网络中设备的运行状态是由设备本身的工作指令来实现的，而与电网运行状态无关，此为被动配电网络：当设备的运行不仅由本身的工作指令来实现还要由配电网络在自我诊断后，再根据电网能力，负荷重要性，发出设备运行指令，按负荷重要性等级顺序控制运行时为主动配电网络。正常工作状态，首先要使系统工作合理，负荷分配合理，充分地消峰填谷：充分利用变压器的过负荷能力：充分地采用各种技术措施节能。发生电力故障状态，智能系统经过监测。分析、判断、确保一级负荷，有效的控制二、三级负荷。

（二）电力监控系统特点

系统软、硬件全部模块化，硬件全部智能化。软、硬件设计选择工业级标准，可靠性非常高。整个系统的ICU(智能控制终端)、RTU(远程智能通讯控制器)全部由16位微机组成，这样的集散型监控系统，速度快，实时性好，同机种通讯可靠：ICU自带CPU，采集周期短，实时性强，系统冗余度高，通讯帧数少，可大大减少通讯误码率：各系统都是独立工作，互不干扰，实现了控制的硬件系统模块化，采片j总线方式可节省缆线和工程费用：各子系统实现了模块化，进一步提高整个系统的安全及町靠性：系统可带电插拔，维护、检修更加方便。

二、电力监控系统的基本功能

电力监控系统允分运用现代电子技术、计算机技术、网络技术、控制技术及现场总线技术的最新发展，实现变配电系统的集中监控管理和分散数据采集，通过遥铡、遥信、遥控、遥调及电能质量监视、历史数据分析等高级功能，使用户的电力系统透明化，是一套提高电力系统安全性、可靠性和经济性的智能化系统。电力监控系统具有以下几个基本功能．

（一）事件顺序记录

事件顺序记录包括断路器合闸／分闸记录和保护动作顺序记录。微机保护或监控系统采集环节必须有足够的内存，能够存放足够数量和足够长时间段的事件顺序记录，确保当后台监控系统或远方集中控制主战通信中断时，不丢失事件信息。

（二）故障记录

故障记录是记录继电保护动作前后与故障有关的电流量和母线电压等。记录时间一般考虑保护起动前2个电压周期和保护起动后lO个电压周期以及保护动作和重合闸等全过程的情况．

（三）远程操作

操作人员可通过计算机对断路器和隔离开关(如果允许电动操作)进行分、合闸操作。为防止计算机系统故障时无法操作被控设备，在设计时应保留人工直接分、合闸手段。断路器操作应有闭锁功能。操作闭锁包括的内容有断路器操作时应闭锁自动重合闸、就地操作和远方操作互相闭锁，避免互相干扰、根据实时信

息自动实现断路器与隔离开关间的闭锁操作，无论就地操作或远程操作都应有防误操作的闭锁措施，必须有对象校核、操作性质和命令执行三步，以保证操作的正确性。

（四）安全监视

监控系统在运行过程中，对采集的电流、电压等模拟量要不断进行越限监视，如发生越限，立刻发出报警信号，同时记录和显示越限时间和越限值。另外，还需监视保护装置及自控装置工作是否正常等。

（五）数据处理

数据处理包括对数据的分析及记录存储，方便用户查询，并能以报表的形式输出。

(六)电能质量监视

导致电力设备故障或误操作的电压、电流或频率的静态偏差和动态扰动统称为电能质量问题。具体表现为：电压、频率有效值的变化；电压波动和闪变、电压暂降、短时中断和三相电压不平衡、谐波；暂态和瞬态过电压以及这些参数变化的幅度。近年来，国家针对此了一批电能质量标准。目前，已制订颁布的电能质量系列国家标准有：GB／T 15543--1995《三相电压允许不平衡度》、GB／T 15945--1995《电力系统频率允许偏差》、GB 12325--2003《供电电压允许偏差》、GB 12326--2000((电压允许波动和闪变》、GB／T 14549--1993((公用电网谐波》和GB／T18481q00l《暂时过电压和瞬态过电压》。

三、电力监控组态软件的基本功能

监控组态软件是指具有组态功能，面向数据监控和数据采集，能生成目标应用系统的应用软件。通过监控组态软件的使用，可以使操作人员方便、直观地获取现场的实时数据，并适时地下达控制指令，达到实时监控的目的。电力监控组态软件具备以下基本功能：

(一)绘图功能

包括绘制位图、元图、按钮、编辑框、滑动条、标签、时钟、ActiveX控件、OLE文档等。各种对象均具有隐藏／显示、操作级别、图层等属性。

具有对画图对象的拷贝、粘贴、剪切、删除、撤销等功能，能对对象进行旋转、翻转、移动、对齐等操作。

（三）身份校验功能

在程序启动和退出时分别进行用户的登录和退出；用户在监控组态程序中的某些操作(如修改文件、删除文件、读／写数据、连接服务器等)需要进行权限的校验，防止某些用户进行非法操作。

（四）实时／历史曲线功能

显示实时曲线和历史曲线，使用户更加方便地了解现场数据的变化情况。

（五）报表功能

将指定的各种数据信息进行汇总，按预定格式输出到打印机或保存为文件，报表格式组态灵活，操作方便。

（六）OPC接口功能

电力监控系统作为变电站自动化、楼宇自控等系统的子系统，应提供OPC接口，使上级系统能够方便地通过OPC接口与电力监控系统进行数据交换，读／写OPC数据项。

（七）报警功能

实现报警的组态，包括选择报警服务器、报警数据源、报警显示方式、报警信号打印等，还要实现动态报警确认功能。

结语

由于现场监控设备采集的数据及监控机下达的命令是通过网络传输的，因此需要根据不同的系统，设计出合适的组网方式，保证数据快速准确无误的传输。设计时，根据企业需要及负荷情况合理地选择现场智能监控设备。监控组态软件应具有通信、绘图、对象编辑、身份校验、报警、实时等功能，使操作人员通过使用基于组态软件开发的人机界面，方便、直观地了解电网运行状态，并能准确、迅速地下达操作命令。